海岛微电网高温、高湿、高盐环境条件监测及防护研究

89

２０１９年０６月／　Ｊｕｎｅ ２０１９

Ａｂｓｔｒａｃｔ：The typical environment of high temperature, high humidity and high salt where the island microgrid equipment operates is relatively bad, which brings great difficulty to the production and operation of the power network equipment. In this study, the environmental conditions of a typical high temperature, high humidity, high salt environmental island microgrid in Guangdong province were monitored for one year, and the environmental temperature, humidity, pollutant distribution and variation law of the island microgrid were analyzed in an all-round way. The environmental grade of outdoor and electrical equipment was evaluated by means of natural atmospheric exposure test of metallic materials and monitoring of micro-corrosion environment of electrical equipment. The comparison between indoor natural exposure test and artificial acceleration test of electrical equipment was carried out. In this paper, the causes and influencing factors of corrosion failure of microgrid materials and components were discussed, and the anticorrosion solution of sea-island microgrid equipment was put forward. It provided technical support and guarantee for the safe and stable operation of the electrical equipment in island microgrid.Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：island microgrid; three high; corrosion; protection

摘要：海岛微电网设备运行在典型的“高温、高湿和高盐”环境中，设备运行环境较为恶劣，给电网设备的生产运行带来了较大难度。本研究针对广东省某典型“高温、高湿、高盐”环境海岛微电网开展为期1年的环境条件监测，全面分析海岛微电网环境温湿度、污染物分布和变化规律。通过开展金属材料自然大气暴晒试验和电气设备微腐蚀环境监测，评定了室外和电气设备的环境等级。通过对电气设备的室内自然暴露试验与人工加速试验的对比研究，讨论了微电网材料和零部件腐蚀失效的原因及影响因素，并针对性地提出了海岛微电网设备的防腐解决方案，为海岛微电网电气设备的安全稳定运行提供了技术支持和保障。关键词：海岛微电网；三高；腐蚀；防护

中图分类号：TG172.3 TM73 文献标识码：A 文章编号：1004-7204(2019)03-0089-06

海岛微电网高温、高湿、高盐环境条件监测及防护研究

Monitoring and Protection of Environmental Conditions of High Temperature,

Humidity and Salt in Island Microgrid

张弛1，曾杰1，吕旺燕1，赵钺2，陈川2

（1.广东电网有限责任公司电力科学研究院， 广州，510080； 2.中国电器科学研究院有限公司， 广州 510300）ZHANG Chi 1，ZENG Jie 1，LV Wang-yan 1，ZHAO Yue 2，CHEN Chuan 2

(1.Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co., Ltd, Guangzhou，510080;

2.China Electric Apparatus Research Institute Co., Ltd, Guangzhou 510663)

前言

海岛微电网远离大陆，设备运行在典型的“高温、高湿和高盐”环境［１］（以下简称“三高”环境），与传统电网的运行环境存在较大差别，设备运行环境较为恶

劣，给电网设备的生产运行带来了较大难度。基于此需要充分考虑电气设备运维技术和海岛运行环境，研究适应海岛“三高”环境的设备防腐蚀技术，针对性地提出海岛微电网设备的防腐解决方案，并形成海岛微电网设

基金项目：混合储能在海岛微电网的应用研究-课题1基于混合储能技术的海岛微电网运行关键技术研究项目（GDKJXM20161888）

备运维指导意见，提高海岛微电网的运行稳定性和经济效益，实现海岛微电网的可持续发展。

本文通过对广东省某海岛的温度、湿度、氯化物、硫化物和氮化物等环境参数进行了实际监测，得出了广东省典型海岛的大气腐蚀环境类型，构建出海岛微电网设备的典型运行维护环境。并基于此针对海岛关键电气设备开展了室内腐蚀试验和大气暴露试验，根据盐雾试验、湿热试验及耐霉菌试验的结果，开展设备环境耐久性评价。依据大气腐蚀环境类型和腐蚀等级，本文针对性地提出了电气设备选型和防腐方案，据此形成海岛微电网设备运维指导意见，并对提出的防腐方案进行了验证，确保电气设备良好运行，支持海岛微电网设备运行。

１　海岛环境条件监测

１．１　温湿度监测

对广东省某海岛微电网室外、室内、设备内部等典型区域布置了温湿度记录仪，实时监测微电网设备运行环境的温湿度变化，试验时间持续１２个月：从２０１７年１１月开始至２０１８年１１月为止，温度和湿度变化情况见图１、２。

根据现场环境监测结果可知，控制室内的温度普遍略高于户外，其中光伏控制设备内部的温度明显高于室内和户外，湿度明显低于室内和户外，户外、电池储能室、柴油控制电气设备内部湿度高于其他地点，最高湿度超过９０　％。一般情况下，相对湿度超过５０　％时，湿度每增加１０　％，环境的腐蚀性会增加一倍；温度每升高１０　℃，腐蚀速率会增加一倍［２］。常用金属材料的腐蚀临界相对湿度一般在５０　％￣７０　％，海岛微电网户外平均相对湿度高达８０　％，大部分室内环境平均相对湿度超过６０　％

以

图1 海岛微电网环境温度变化统计图

图2 海岛微电网环境湿度变化统计图

上，均超过或接近腐蚀临界值，海岛高温高湿的设备运行环境环境会加剧金属材料腐蚀。

１．２　污染物监测

采用滤膜采样法监测广东省某海岛微电网环境大气污染物情况，包括海盐、二氧化氮、氨气等。监测结果见表１，并将监测结果与内陆（琼海）地区的污染物浓度情况进行比对，结果见图３。

对比被监测的海岛同时期内陆地区（琼海）的污染物数据发现，海岛的海盐粒子浓度明显高于琼海，其他污染物浓度则处在较低水平。通过监测研究发现海岛环境中污染物的主要成分为氯离子，其他污染气体对设备的腐蚀贡献很小。

编号海盐粒子（mg/100cm2·d）硫酸盐化速率（mg/100cm2·d）二氧化氮（mg/100cm2·d）氨气（mg/100cm2·d）

10.5730.02480.01730.0215

20.5400.07060.00370.0159

30.6720.06490.01930.0185

平均0.5950.0530.0130.019表1 广东省某海岛微电网环境大气污染物监测数据

90环境技术/Environmental Technology